در سال‌های اخیر توان بالاقوه‌ی چاپ سه‌بعدی در آینده‌ی پزشکی به روشنی آشکار شده و توسعه‌ی این فناوری توقف ناپذیر است. در این مقاله به بخش دوم توصیف برخی از مواد مراقبت‌های بهداشتی و تجهیزات پزشکی که به کمک چاپ سه‌بعدی تولید شده است، می‌پردازیم.

تولید قطعات اندام مصنوعی با هزینه‌ی کم

در سراسر جهان، بیش از 30 میلیون نفر به دستگاه‌های توانبخشی حرکتی از جمله اندام‌ مصنوعی نیازمندند. این در حالی است که بیش از 80 درصد افراد قطع عضو در جهان به اندام‌ مصنوعی مدرن دسترسی ندارند. ساخت اندام‌ مصنوعی سنتی بسیار وقت‌گیر است و تعمیر و اصلاح آن‌ها به دلیل این که از حالت اصلی خود خارج می‌شوند، مقرون به صرفه نیست. پژوهشگران دانشگاه تورنتو در همکاری با شرکت‌های Autodesk Research و CBM Canada، با استفاده از چاپ سه‌بعدی ، تولید سریع و ارزان سوکت‌های (socket) اندام مصنوعی را برای کشورهای در حال توسعه فراهم کردند.

راه حل دیگر، پروژه‌ای است که جمعیتe-NABLE ارائه می‌دهد. این راه‌حل در حقیقت یک همکاری جهانی افراد داوطلب است که با به اشتراک گذاری طرح‌های چاپ سه‌بعدی، آموزش‌های تصویری و سایر اطلاعات در مورد اندام مصنوعی انجام می‌گیرد.

شرکت Not Impossible Labs هم طی اقدامی مشابه یک سری چاپگر سه‌بعدی را به سودان، جایی که جنگ باعث قطع عضو بسیاری از مردم شده است، فرستاد. بنیان‌گذار این سازمان، مایکل ابلینگ (Mick Ebeling)، چگونگی عملکرد این ماشین آلات شامل کار با آن‌ها، روند ایجاد اندام مصنوعی خاص برای بیماران و تولید سایر قطعات را به مردم محلی آموزش داد.

چاپ سه‌‌بعدی مواد زیستی (biomaterials)

چاپ سه‌بعدی در حال تبدیل شدن به یکی از قدرتمندترین ابزار برای مهندسی بافت است. از خون گرفته تا استخوان، قلب و پوست.

رگ‌های خونی

پژوهشگران دانشگاه هاروارد برای اولین بار از یک چاپگر سه‌بعدی اختصاصی و یک جوهر مخصوص برای ایجاد نمونه‌ای از بافت‌ها که حاوی سلول‌های پوستی در هم تنیده است، استفاده کردند. این سلول‌ها متشکل از موادی است که به طور بالقوه می‌تواند به عنوان رگ‌های خونی در آینده عمل کند. شبکه‌ی عروقی قادر است مایعات، مواد مغذی و عوامل رشد سلولی را به صورت یکنواخت در سراسر بافت تزریق نماید.

استخوان‌ها

پروفسور Susmita Bose از دانشگاه ایالتی واشنگتن، یک چاپگر سه‌بعدی را برای مخلوط کردن مواد شیمیایی با یک پودر سرامیکی سازنده‌ی چارچوب‌های سرامیکی پیچیده که باعث رشد استخوان در هر شکلی می‌شود، ارتقا داد. این اقدام کمک کرد تا یک پوشش مناسب که بر پایه‌ی کلسیم فسفات است را جایگزین مفصل ران و زانو کنند. در سال 2015 موسسه‌ی ملی بهداشت به منظور حمایت از گروه او برای توسعه‌ی این پوشش‌ها و بهبود ایمپلنت‌ها، یک کمک هزینه‌ی 18 میلیارد دلاری در اختیار او قرار داد. انتظار می‌رود ایمپلنت‌های روکش شده دو برابر ایمپلنت‌های سیمانی دوام بیاورند.

دریچه‌ی قلب

Jonathan Butcher از دانشگاه کرنل (Cornell)، با استفاده از چاپ سه بعدی دریچه‎ی قلبی دقیقا مطابق دریچه‌ی قلب واقعی ایجاد کرده است. او برای کنترل سختی این دریچه‌ی قلب، از سلول‌ها و مواد بیولوژیکی استفاده کرده است. Butcher اعتقاد دارد فناوری چاپ زیستی طی 5 سال آینده بیش از پیش حوزه‌های مهندسی بافت و زیست‌پزشکی را به خود جذب می‌کند. این فناوری حتی توان بالقوه‌ی تبدیل شدن به استانداردهای ساخت بافت‌های پیچیده را دارد.

چاپ سه بعدی گوش انسان

Lawrence Bonassar از دانشگاه کرنل، از عکس‌های سه‌بعدی گوش انسان برای ایجاد مدل‌های آن استفاده کرد. سپس این مدل‌ها با یک نوع ژل حاوی سلول های غضروف گاو، پر شدند. نتیجه خارق‌العاده بود: آن‌ها توانستند یک کپی دقیق از گوش را ایجاد کنند.

پوست مصنوعی

James Yoo از Wake Forest School و همچنین پژوهشگران دانشگاه مادرید، نمونه‌ای از یک چاپگر سه‌بعدی را که می‌توان به وسیله‌ی آن پوست مصنوعی ایجاد کرد، توسعه دادند. این فناوری برای عمل پیوند بیمارانی که دچار سوختگی پوست یا اختلالات پوستی دیگری هستند، مناسب است. همچنین از این فناوری می‌توان برای تحقیق یا آزمایش محصولات آرایشی، شیمیایی و دارویی بهره برد.

چاپ سه بعدی اعضای بدن

شرکت Organovo در سال 2014 موفق به چاپ بافت‌های کبد شد. می‌توان کبدهای چاپ زیستی را به جای مدل‌های حیوانی برای آزمایش داروهای جدید در صنعت داروسازی مورد استفاده قرار داد. شرکت Organovo در چند ماه اخیر تولید دومین محصول تجاری خود یعنی بافت‌های کلیه انسان را به روش چاپ زیستی آغاز کرده است.

این شرکت اظهار کرد که طی یک دهه‌ی آینده قادر خواهد بود اعضای کامل بدن مانند کبد، قلب و کلیه را چاپ کنند. صدها هزار نفر در سراسر جهان منتظر یک اهدا کننده‌ی عضو هستند. تصور کنید که چنین فناوری چگونه می‌تواند زندگی آن‌ها را دگرگون کند.

آینده‌ی داروسازی، داروهای چاپ سه‌بعدی

در سال گذشته سازمان غذا و داروی آمریکا تنها یک داروی صرع به نام Spritam را که به وسیله‌ی چاپ سه‌بعدی تولید شده بود، تایید کرد. طی این فرایند ساخت، پودرهای دارو به صورت لایه لایه بر روی هم چاپ می‌شود تا هضم آن سریع‌تر انجام شود. تصور کنید اگر هر داورخانه به چاپگر سه‌بعدی مجهز باشد چقدر توزیع دارو سریع‌تر می‌شود و یا تصور کنید چگونه نگرش ما نسبت به داروسازی تغییر می‌کند وقتی خودمان قادر به چاپ داروهای خود باشیم.

Lee Cronin، شیمی‌دان دانشگاه گلاسگو است. او در یک سخنرانی TED نمونه‌ی اولیه از یک چاپ‌گر سه‎‌بعدی را توصیف کرد که به وسیله‌ی آن می‌توان مواد شیمیایی را در سطح مولکولی ترکیب کرد. با دسترسی به چنین چاپگری بیماران می‌توانند با نسخه‌های دیجیتالی خود به داروخانه‌های آنلاین مراجعه ‌کنند، طرح و جوهر مورد نیاز را خریداری کرده و سپس دارو را در خانه چاپ نمایند. به گفته‌ی Lee ممکن است در آینده به جای فروش دارو، طرح یا دستورالعمل آن به فروش برسد.

چاپ سه‌بعدی یک فناوری‌ مقرون به صرفه، قابل دسترس و با قابلیت شخصی سازی است که توانایی ایجاد تغییر و تحول در حوزه‌ی پزشکی و مراقبت‌های درمانی را دارد.